GD&T چیست؟

Geometric Dimensioning and Tolerating یک زبان نمادین است که به جای استفاده از کلمات، روی نقشه های مهندسی تغییرات مجاز و هندسه اسمی را توصیف می کند و سیستمی برای تعریف و برقراری ارتباط با تلرانس های مهندسی می باشد، این سیستم از یک پایه ریاضی بسیار قوی برخوردار است.

هدف GD&T توصیف هندسه قطعه و روش مونتاژ آن است. همچنین تلرانس هندسی اطمینان از مونتاژ درست قطعه و بهبود کیفیت و کاهش هزینه را تعریف می کند. استفاده صحیح از GD&T این اطمینان را می دهد که هندسه قطعه و مونتاژ مجاز تعیین شده روی نقشه، باعث تولید قطعاتی که فرم و تناسب دلخواه را دارند، می شود.

در زیر برخی از نمادهایی که استفاده می شوند را بررسی می کنیم:

Location

موقعیت، یکی از پرکاربردترین و پیچیده ترین نمادها در GD&T می باشد. موقعیت همیشه با ویژگی اندازه استفاده می شود و موقیعیت و جهت یک ویژگی را با توجه به فرمت مرجع داده، کنترل می کند.

در واقع موقعیت به معنای کل تغییرات مجازی است که یک ویژگی می تواند نسبت به موقعیت واقعی خود داشته باشد.

Least Material Condition (LMC)

LMC از ویژگی های نماد اندازه است که کمترین مقدار حجم و اندازه در تلرانس ابعادی را در نظر می گیرد و شرایط ابعادی یا اندازه ای را توصیف می کند.

به عنوان مثال اگر یک سوراخ یا یک ویژگی داخلی باشد، LMC به معنای بزرگترین اندازه سوراخ است و یا اگر یک پین یا ویژگی خارجی باشد، LMC به معنای کوچکترین اندازه پین است.

اگر LMC شافت از LMC سوراخ بزرگتر باشد، این اطمینان وجود دارد که یک تنش محکم بین قطعات وجود خواهد داشت.

Maximum Material Condition (MMC)

MMC  یکی از ویژگی های نماد اندازه است که حداکثر مقدار حجم واندازه در تلرانس ابعادی را در نظر می گیرد .  

به عنوان مثال در صورت وجود یک سوراخ یا ویژگی داخلی، MMC به معنای کوچکترین اندازه سوراخ و در صورت وجود پین یا ویژگی خارجی، MMC بزرگترین اندازه پین است.

تنها نمادهای GD&T که می توان MMC را در آنها اعمال کرد عبارتند از: موازی کاری، عمود بودن، زاویه دار بودن، موقعیت واقعی و محور راست.

Datums in GD&T

منظور از Datums  یا داده، صفحه یا نقطه ای دقیق است که GD&T یا تلرانس ابعادی به آن اشاره می کند و می توان توسط آن به سایر ویژگی ها مراجعه کرد. این ویژگی یکی از ویژگی های مهم است که هنگام اندازه گیری نیز کنترل می شود.

تمام نمادهای GD&T به غیر از تلرانس فرم مانند صافی، استوانه ای بودن یا مدور بودن می توانند از داده ها برای تعین نیاز به کنترل هندسی قطعه استفاده کنند.

Perpendicularity

Perpendicularity یا عمود بودن، جهت گیری یک ویژگی را که به طور عادی بر داده اصلی عمود است را کنترل می کند و  در GD&T می تواند  معانی کاملا متفاوت داشته باشد. یکی عمود بودن بر سطح که عمود بودن بین دوسطح با زاویه 90 درجه را کنترل می کند و دیگری عمود بودن سطح با دو صفحه موازی را کنترل می کند، یا عمود بودن بر محور که چگونگی عمود بودن یک محور خاص را برای یک داده، کنترل می کند. عمود بودن محور توسط یک استوانه به صورت موازی در اطراف یک محور کنترل می شود.

Total Rount

 این ویژگی به این معنی است که وقتی یک قسمت، 360 درجه به دور محور داده چرخانده می شود، یک ویژگی یا سطح  کل نسبت به یک داده تغییر می کند. کل رانش، هم میزان تغییر سطح هنگام چرخش قطعه را کنترل می کند و هم مقدار تغییراتی که در بعد محوری اتفاق افتاده است.

در کل دایره ای بودن، راست بودن، هم محوری بودن و کاهش سطح استوانه ای یک داده کواکسیال را کنترل می کند.

Flatness

این نماد میزان صاف بودن سطح بدون توجه به داده ها یا ویژگی های دیگر را بررسی می کند و مسطح بودن سطح را نسبت به فرم کامل آن کنترل می کند. تلرانس مسطح بودن به دو صفحه موازی اشاره دارد و تلرانس مسطح بودن همیشه از تلرانس ابعادی مرتبط با آن کمتر است.

Symmetry

یک تلرانس سه بعدی است که برای اطمینان از یکنواخت بودن دو ویژگی روی یک قسمت از سطح داده استفاده می شود و تقارن دو سطح در مورد یک داده مرکزی را کنترل می کند.

به این صورت که یک صفحه مرکزی واقعی برگرفته از داده، ایجاد می شود و برای کنترل تلرانس تقارن، فاصله بین هر نقطه از دو ویژگی سطح باید نزدیک آن صفحه مرکزی باشد.

به دلیل اینکه تایید و اندازه گیری تقارن ممکن است دشوار باشد، Symmetry در GD&T زیاد رایج نیست.

Straightness

Straightness بسته به نحوه استفاده در GD&T دو عملکرد بسیار متفاوت دارد و در کل درست بودن یک ویژگی را در رابطه با شکل کامل آن کنترل می کند. در فرم طبیعی، شکل یک خط را در جایی از سطح یا ویژگی کنترل می کند. اما در محور، میزان منحنی مجاز در محور قطعه را کنترل می کند.

Angularity

جهت گیری یک ویژگی را در یک زاویه خاص، نسبت به داده اولیه کنترل می کند. Angularity مستقیما تغییر زاویه را کنترل نمی کند و نباید آن را با تلرانس ابعادی مانند ±5 درجه اشتباه گرفت.

Concenticity

هم مرکزیت که گاهی اوقات کواکسیال نیز نامیده می شود، دوران یک سطح متحدالمرکز را نسبت به داده مرکزی کنترل می کند. باید این نکته را نیز در نظر گرفت که همسان سازی یک ویژگی بسیار مشکل است زیرا به اندازه گیری های یک محور مشتق شده در مقابل سطح بستگی دارد.

Runout

این ویژگی دایره ای و هم محور بودن هر بخش دایره ای از یک سطح را به طور مستقل در مورد یک داده کواکسیال کنترل می کند و اساسا کنترل یک ویژگی دایره است و اینکه چقدر با محور چرخشی تغییر می کند.

Runout  را می توان در اطراف یک محور چرخان اجرا کرد.

Profile of a surface

اندازه و فرم یک ویژگی را کنترل می کند و مشخصات یک سطح و تلرانس سه بعدی اطراف یک سطح را توصیف می کند، و معمولا به شکل یک منحنی یا شکل پیشرفته است.

این ویژگی مشخصات تمام نقاط در امتداد سطحی که در محدوده تلرانس به طور مستقیم از پروفیل طراحی شده تقلید می کنند را، کنترل می کند. هر نقطه از سطح، بیش از تلرانس مشخصات سطح نمی تواند در داخل یا خارج تغییر کند.

Cylindricity

برای توصیف چگونگی مطابقت یک قطعه با یک استوانه واقعی استفاده می شود. استوانه یک تلرانس سه بعدی است که شکل کلی یک استوانه را کنترل می کند تا مطمئن شود در امتداد محور خود به اندازه کافی گرد و مستقیم است.

این ویژگی شباهت زیادی به Circularity دارد، با این تفاوت که به طور همزمان در کل سطح اعمال می شود.

Circularity

از این نماد که نماد مدور بودن نامیده می شود برای توصیف اینکه یک شی چقدر باید به یک دایره واقعی نزدیک باشد، استفاده می شود و سطح شکل متحرک را در رابطه با شکل کامل خود توسط مقطع مستقل کنترل می کند.

مدور بودن گاهی اوقات گرد بودن نیز معنی می شود، تلرانس دو بعدی شکل کلی دایره را کنترل می کند تا مشخص شود چقدر از شکل دایره دور است و به مستطیل و یا مربع نزدیک است.

شکل دایره اساسا یک مقطع از یک استوانه است.

Profile of a line

مشابه نیم رخ یک سطح، برای مقاطع عرضی اعمال می شود. مشخصات یک خط یک محدوده تلرانس دو بعدی است که می تواند برای هر تلرانس خطی اعمال شود.

این ویژگی مشخصات یک خط در هر نقطه از سطح مقطع را می گیرد و تلرانس را در دو طرف پروفیل تنظیم می کند.

Parallelism

موازی بودن نمادی کاملا رایج است که جهت گیری موازی یکی از ویژگی های ارجاع شده به خط یا سطح را توصیف می کند.

تعیین اینکه ویژگی مرجع سطح یا محور است و سپس چه چیزی به عنوان داده عمل می کند، برای تعیین نحوه کنترل موازی بودن مهم است.